EMISSIES VAN PARTICULIERE EN PROFESSIONELE HOUTSTOOK

Transcriptie

1 EMISSIES VAN PARTICULIERE EN PROFESSIONELE HOUTSTOOK Jaap Koppejan, managing director BIO-WKK dag 23 oktober 2018 HVC, Alkmaar 1

2 Korte introductie Gespecialiseerd in haalbaarheidsstudies, beleidsstudies en technologieontwikkeling voor thermochemische conversie van biomassa Task leader IEA Bioenergy task 32: Biomass Combustion and Cofiring Founder en Technical Director bij Bio Forte: ESCO obv biomassaverbranding 2

3 Situatie volgens IEA (tracking clean energy progress, 2018) Warmte vertegenwoordigd wereldwijd meer dan 50% van de finale energievraag Modern bioenergy = 50% van duurzame energieopwekking wereldwijd Warmte in gebouwen zijn weer ongeveer de helft hiervan Om het 2DS scenario te halen moet duurzame warmte voor gebouwen toenemen van 9% naar 16% in 2025 Bioenergie heeft nu de hoogste bijdrage, maar zon en warmtepompen nemen ook snel toe IEA erkent het belang van het vervangen van oude houtkachels door moderne kachels en pelletketels op kleine schaal en grotere ketels icm stadsverwarming Ook in industrie veel vraag naar hoge temp warmte 3

4 Ook in Nederland draagt biowarmte nu al substantieel bij aan duurzame energieopwekking Bron Waterkracht Wind Zon Geothermie Biomassa AVIs Bij en meestoken Particuliere houtstook Industriële houtstook Biogas Transportbrandstoffen Totaal Source: CBS, 2018 TJ total % TJ heat % 339 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,14 Ongeveer 1.5% van finaal energiegebruik of 23% van huidige duurzame energieopwekking 4

5 Toenemende maatschappelijke weerstand tegen particuliere houtstook 5

6 Particuliere stook van vaste brandstoffen wereldwijd (WHO, 2015) EU28: 50% van PM2.5, 55% van BC Region PM2.5 from residential heating (%) PM2.5 from residential heating (μg/m3) Premature deaths/year Disability-adjusted life-years (DALYs)/year Central Europe Eastern Europe Western Europe High-income North America Central Asia Global

7 Ook schone moderne ketels hebben hier last van Slecht bedreven, slecht geïnstalleerde en oudere houtkachels en open haarden veroorzaken relatief veel overlast en een slecht imago voor houtstook in het algemeen Juist in de gebouwde omgeving liggen kansen voor biomassagestookte warmtenetten (nieuw voor Nederland) Tegenwerking door onwetende omwonenden ligt hierdoor voor de hand 7

8 Kennisdocument houtstook in Nederland Overzicht van feiten over Gebruikte technieken voor houtstook Bijdrage aan duurzame energieopwekking Brandstofverbruik Uitstoot Impact op luchtkwaliteit Gezondheidseffecten Samengesteld iov RVO met klankbordgroep van TNO RIVM Gem. Utrecht Omgevingsdienst Zuid Holland Zuid Provincie Overijssel Milieucentraal Rijkswaterstaat/Infomil NHK NBKL Milieudefensie 8

9 Particuliere uitstoot significante bron van stof! PM2.5 vrachten (ton/jaar) Overige industrie (12,3%) Afvalverwijdering (0,4%) Drinkwatervoorziening (0%) Raffinaderijen (1,4%) Chemische Industrie (5,2%) Energiesector (1,5%) Landbouw (3,8%) Bouw (2,3%) Verkeer en vervoer (53%) Handel, Diensten en Overheid (HDO) (1,1%) Riolering en waterzuiveringsinstallaties (0%) consumenten overig (7,8%) Consumenten, sfeerverwarming (11,3%) [Emissieregistratie] 9

10 Kleinschalige warmte uit biomassa: tot 5 MW Open haard inzethaard Vrijstaande kachel Pellekachel Pelletketel Houtsnippergestookte ketel 500 kw Houtsnippergestookte ketel 5000 kw 10

11 Enorm verschil in emissiefactoren! Toestel Directe uitstoot Indirecte uitstoot Totale uitstoot PM 10 PM 2.5 PM 10 PM 2.5 [mg/mj] [mg/mj] [mg/mj] [mg/mj] [mg/mj] Open haard Traditionele kachel Moderne kachel (DIN+) Factor 100! Kleinschalige pelletketel Industriële ketel (0-1 MW) Industriële ketel (1-5 MW) [Koppejan et al, 2018] 11

12 Overzicht huidige situatie Aantal Warmteproductie PJ Biomassaverbruik PJ CO ton/jaar stof ton/jaar PM2.5 ton/jaar NOx ton/jaar VOS ton/jaar PCDD/F g/jaar PAK10 ton/jaar Pelletketels ,1 0, ,00 - Vrijst. Kachels ,9 14, ,11 40 Inzethaarden ,6 2, ,44 12 Open haarden ,2 2, ,01 8 Houtindustrie 761 0,9 1, ,01 - Landbouw ,2 3, ,06 0 Energiebedrijven 20 0,2 0, ,00 - Overige bedrijven 658 1,3 1, ,01 0 Totaal ,4 26, ,64 59 Nat. Uitstoot (2015) , NEC plafond voor [Koppejan et al, 2018] 12

13 Vanwege vervanging van open haarden en oude toestellen door nieuwe leidt toenemende warmteproductie niet tot hogere PM uitstoot TJ warmte PM10 (ton/jaar) pelletkachels vrijstaand, herziene 1 BImschV, fase 2 vrijstaand, DIN+ vrijstaand, verbeterd vrijstaand, conventioneel inzethaard, herziene 1 BImschV, fase 2 inzethaard DIN+ 800 inzethaard, verbeterd inzethaard, 600 conventioneel open haard pelletkachels vrijstaand, herziene 1 BImschV, fase 2 vrijstaand, DIN+ vrijstaand, verbeterd vrijstaand, conventioneel inzethaard, herziene 1 BImschV, fase 2 inzethaard DIN+ inzethaard, verbeterd inzethaard, conventioneel open haard [Koppejan et al, 2018] 13

14 warmteproductie (TJ) PM2.5 (ton/jaar) Overall picture voor warmte en PM Overige bedrijven Energiebedrijven Landbouw Houtindustrie, meubelind, bouw, handel Open haarden Inzethaarden Vrijstaande kachels Bioketels huishoudens Overige bedrijven Energiebedrijven Landbouw Houtindustrie, meubelind, bouw, handel Open haarden Inzethaarden Vrijstaande kachels Bioketels huishoudens [Koppejan et al, 2018] 14

15 Reactiemechanismen bij verbranding 15

16 Gezondheidseffecten Effect afhankelijk van deeltjesgrootte, vorm (spec oppervlak) en chemische samenstelling Fijnstof Irritatie van ogen, neus en keel, ademhalingsproblemen Cardiovasculaire ziekten Effecten op luchtwegen, irritatie, infecties, asthma, verminderde longfunctie, chronische longziekten, longkanker Oxidatieve stress, longirritatie Neerslag op oppervlakte van bronchia en alveoli Opname van oplosbare stoffen in bloed Neurale reflexen Opname van irritatie mediators in het bloed Negatieve effecten op zwangere vrouwen en kinderen Reacties van bloedvaten en bloed Cardiovasculaire ziekten, CVA 16

17 Celsterfte bij blootstelling aan fijn stof sterk afhankelijk van de herkomst 17

18 Gezondheidseffecten gecorreleerd aan organische koolstof (OC) 18

19 Gehanteerde emissiefactoren na rookgasreiniging en OC (g/gj) CO NOx VOC stof % OC OC vuurkorven en open vuren % 462 open haard % kachels en haarden conventioneel % kachels en haarden modern % pelletkachels % 1..8 bioketel < 0,5 MW % 3 Factor ! pelletketels particulieren % 0..2 bioketel 0,5-1 MW (NER F7) / 0,5-1,5 MW (Act besluit) % 1 bioketel <1 MW vanaf 2015 (Act. Besluit) % 0,5 bioketel 1,5-5 MW onder NER F7 < % 0,4 bioketel 1-5 MW (Act. Besluit sinds 2010) % 0,2 19

20 Hoeveelheid x toxiciteit = effect Zotter et al, 2016 Celresponse per eenheid brandstof Toxiciteit (reactie per dosis fijn stof) 20

21 Bijdrage aan omgevingsconcentraties PM2.5 (µg/m 3 ) op 5 m afstand door particuliere houtstook Wijze van stoken Weersomstandigheden Open haard Conv. Kachel Moderne kachel Pelletketel Opmerking Typisch Gemiddeld 0,1 0,5 0,3 0,06 Jaargemiddeld bij gemiddeld gebruik Typisch Slecht Momentaan Slecht Slecht Momentaan Ter vergelijking: Stedelijk jaargem = 16 µg/m 3 EU grenswaarde = 25 µg/m 3 WHO advieswaarde = 10 µg/m 3 21

22 Bijdrage aan jaargemiddelde omgevingsconcentraties van één toestel bij gemiddeld gebruik 10 GJ 17 GJ 1 GJ 21 GJ Conclusie: GJ GJ Richtafstand VNG bedrijven en zonering Impact van biomassacentrale op 100 m afstand van dezelfde grootteorde als van één gemiddeld gestookte kachel op 10 m. Wel 1000 keer hogere warmteopbrengst! 22

23 Huidige wet en regelgeving kachels Nu nog alleen CE veiligheidseisen Vanaf 2022: Ecodesign voor kachels Verschillende NEN normen aan installatie Norm Omschrijving NEN2757 Toevoer van verbrandingslucht en afvoer van rook van verbrandingstoestellen in gebouwen Bepalingsmethoden NEN1087 Ventilatie van gebouwen bepalingsmethoden voor nieuwbouw NEN6061 Bepaling van de weerstand tegen het ontstaan van brand bij stookplaatsen NEN6062 Bepaling van de brandveiligheid van rookgasafvoervoorzieningen Algemeen NEN6063 Bepaling van het brandgevaarlijk zijn van daken NEN6064 Bepaling van de onbrandbaarheid van bouwmaterialen NEN6068 Bepaling van weerstand tegen branddoorslag en -overslag NEN8062 Brandveiligheid van gebouwen Methode voor het beoordelen van brandveiligheid van rookgasafvoervoorzieningen van bestaande gebouwen NEN8757 Afvoer van rook van verbrandingstoestellen in gebouwen bepalingsmethoden voor bestaande bouw NEN EN Brandclassificatie van bouwproducten bouwdelen Gemeenten moeten handhavend optreden tegen hinderlijke of schadelijke rook, roet en stank op basis van het Bouwbesluit 2012 artikel 7.17 en art 7.22 BW: geen hinder veroorzaken Verbod op open vuren in APV Geen eisen aan vakbekwaamheid installateur 23

24 Huidige wet en regelgeving ketels Veiligheidseisen volgens EN Vanaf 2020: Ecodesign voor ketels< 1 MW Geen eisen aan vakbekwaamheid installateur Activiteitenbesluit: voor ketels > 400 kw, >500h/jaar Emissie-eisen, EBI, PI stof NO X SO 2 < 1 MW MW Voor ISDE ook eisen aan CO Naast AB zijn ook de Wet Natuurbescherming en de Programmatische Aanpak Stikstof relevant. Ontwikkelruimte voor stikstof bepalen met de AERIUS tool. Maatwerk (strenger dan AB) is ook mogelijk! 24

25 NOx uit houtstook Lokaal relevant ivm N2000 gebieden (PAS), nationaal ivm NEC plafonds Vorming van NOx moeilijk vermijdbaar (brandstof-nox mechanisme is dominant) AB eisen (270 mg/m3) meestal zonder SNCR te behalen voor ketels tot 5 MW, soms wel SNCR nodig Verdere reductie tot ca 100 mg/mg3 evt mogelijk met SCR. 25

26 Conclusies Gezondheidseffect = hoeveelheid x toxiciteit Open haarden en oude houtkachels richten grote gezondheidsschade aan Geen significant gezondheidseffect van schone ketels met rookgasreiniging welke voldoen aan het Activiteitenbesluit 26

27 Wat nu te doen? Uitfaseren oudere houtkachels en open haarden Meer stringente wetgeving (locatie van de schoorsteen, ventilatie,..) Betere handhaving op (reeds bestaande) regels. Verbieden van open vuren en vuurkorven Versneld invoeren van Ecodesign Directive (2022) voor kachels Kwaliteitseisen voor installateurs Aangescherpte luchtkwaliteitseisen voor PM10 en PM2.5 27

28 3.5 MW houtsnippergestookte wkk installatie in Zaandam <10 mg/m 3 fijn stof, < 100 mg/m 3 NOx met SCR 28